黄土高原地区生态建设的关键问题

从黄土高原地区水土保持生态建设的实际情况出发,结合历史经验教训,探讨了生态建设与农业发展、农民脱贫致富的关系.指出生态环境问题归根结底是人的问题,减少人类对生态环境的破坏和干扰,因地制宜地进行植被建设和生态恢复,激励广大农民自觉参与生态建设对黄土高原地区水土保持生态建设成败至关重要.     

延河流域降雨侵蚀力时空分布特征

降雨侵蚀力(R)反映了降水引起土壤水蚀的潜在能力,其时空分布规律定量研究是进行土壤侵蚀预报的基础.利用延河流域22个雨量站24a逐日降雨资料,分析了该区降雨侵蚀力的时空分布特征.结果表明,降雨侵蚀力与降雨量、侵蚀性降雨量具有一致的年内年际变化趋势.降雨侵蚀力年内变化为单峰型,集中分布在5～9月,占全年R值的91.61%.降雨侵蚀力多年平均值为1580.58MJ.mm.(hm2.h.a)-1,最高值(1981年)为2417.70MJ.mm.(hm2.h.a)-1,最低值(1999年)仅585.29MJ.mm.(hm2.h.a)-1,年际间变化为中等变异,变异系数为0.32.烧房砭站多年平均R值最大,为2190.33MJ.mm.(hm2.h.a)-1,镰刀湾和杨山站多年平均R值最小,分别为1151.37MJ.mm.(hm2.h.a)-1和1146.87MJ.mm.(hm2.h.a)-1.R值与侵蚀性降雨量具有一致的空间分布格局,北部雨量站R值年际变化呈现轻微的增加趋势,其它站点R值年际变化相对呈现出轻微的减少趋势,总体上延河流域降雨侵蚀力呈现下降趋势,趋势系数为-0.004.     

区域土地利用变化对生态环境影响定量评估——以铜川市城郊区为例

区域土地利用变化对生态环境的影响,是地理学全球变化研究的重要内容,而生态服务价值则是目前生态学、生态经济学研究的热点问题。研究利用研究区地形、土壤、植被数据和近10年来每年的气候、土地利用数据,运用生态服务价值测算模型,计算了1994~2003年铜川市城郊区历年的生态服务价值,并模拟了无土地利用变化情景下的生态服务价值,提出了土地利用变化环境效应指数,并尝试性地运用该指数定量评价了城郊区土地利用变化对生态环境的影响。结果表明:①由于气候变化、人类活动尤其是土地利用变化等原因的影响,城郊区生态服务价值年际间变化很大,1994~2003年期间,在不考虑水域生态服务功能情况下（基于水域面积年际变化极小考虑）,城郊区生态服务价值在4.77×108~1.56×10⁹元间波动;②模拟了无土地利用变化情景下的生态服务价值,结果表明每年基于无土地利用变化情景下的生态服务价值明显低于基于土地利用变化情景下的生态服务价值;③运用土地利用变化环境效应指数计算模型计算了土地利用变化环境效应指数,结果表明都大于1,从1994年到2003年期间,土地利用变化环境效应指数除个别年份略有波动外,整体呈增加趋势,反映了土地利用变化对城郊区生态环境的影响是积极的。     

小流域土壤磷的积累特征及其环境效应——以黄土高原沟壑区王东沟小流域为例

了解土壤磷素积累特征对调控磷肥使用、降低农田磷素的环境风险和保障生态环境安全具有重要意义。以黄土高原沟壑区的典型小流域为对象,分析了18年来（1986~2004）综合治理条件下流域土壤全磷、有效磷（Olsen-P）含量的时空变化特征及其对土壤水溶性磷含量变化的影响。结果表明,截至到2004年,流域磷素积累由塬面逐步向塬坡和沟道扩展。2004年,农田土壤全磷（752 mg·kg^-1）和Olsen-P（20.2 mg·kg^-1）较1986年分别提高了45%和3.5倍,相当于每年全磷提高13 mg P·kg^-1,Oslen-P每年提高1.0 mg·kg^-1,流域50%的农田土壤Olsen-P含量超过15 mg kg^-1。与1993年大规模建立果园时相比,果园土壤全磷每年提高20～30 mg P·kg^-1,Olsen-P每年提高3～4 mg·kg^-1,2004年已有70%的果园土壤Olsen-P含量超过15 mg kg^-1。20～60cm土层的果园全磷和有效磷含量也逐渐提高。但林草地的全磷没有显著变化,Olsen-P依然低于5.0 mg kg^-1。1986年以来,无机磷肥的持续投入是流域土壤磷素积累的主导因素。流域土壤Olsen-P与全磷存在显著地（p<0.001）线性相关关系;水溶性磷与Olsen-P含量呈显著地（p<0.001）指数函数关系。土壤磷素大量积累已成为黄土高原的水土流失区当前十分迫切的农田环境问题。     

小流域土壤水蚀强度生态预测模型及实验模拟——以神木六道沟流域为例

本文以黄土高原陕北神木六道沟流域为例,综合考虑土壤侵蚀发生的主要下垫面因素和土地利用类型,在GIS平台上,进行制图综合生成284个不同的生态单元个体,这些单元体可以划分成83类,而较为重要的有16类,分析、计算了各主要生态单元类型的侵蚀模数;再通过全流域各类生态单元侵蚀模数的组合,模拟了全流域在雨强为2 mm/min和1.5 mm/min的场降雨土壤水蚀模数。模拟结果显示,该方法能预测不同雨强的流域土壤水蚀模数,能体现出流域土壤水蚀强度的空间差异,推得六道沟流域土壤水蚀的严重地段集中在坡度为15°~25°的荒草地、坡地和稀疏灌木草地,而并非是整个流域,这为我们有目的地规划水土保持措施提供了依据。     

黄土高原人工林土壤水分效应的地带性特征

为提高黄土高原人工植被建设成效,依据天然植被呈地带性分布的规律,对比分析不同地带人工林与天然植被对土壤水分利用的差异。结果表明:不同植被地带的人工林下均存在一定程度的水分亏缺和干化层现象,其严重程度为森林带<森林草原带<典型草原带。森林带的水分条件可满足林木成材对水分的需求,林木采伐后土壤水分可得到很好恢复;森林草原带可满足10龄以下林木生长对水分需求,10龄以上林分的水分亏缺严重,林木采伐后土壤水分恢复进程缓慢;典型草原带不能满足人工林生长对水分需求。在此基础上,提出了与地带性水分条件相适应的人工林草植被建设模式。     

我国区域土壤侵蚀与环境研究述评

区域土壤侵蚀与环境研究，是在比较大的中间尺度和较长的时间尺度上，对土壤侵蚀发生发展过程、土壤侵蚀因子、土壤侵蚀定量评价方法，以及土壤侵蚀治理对环境的影响进行研究的科学与技术体系。该领域的研究，即能直接为国家水土保持宏观决策提供支持，又能揭示土壤侵蚀的宏观规律，并于全球变化研究相联系。我国在该领域的研究主要概括四个方面，包括：①区域土壤侵蚀因子研究，是为认识土壤侵蚀环境特征和进行土壤侵蚀定量评价的基础，②区域土壤侵蚀评价研究，包括调查制图、定性评价和定量评价等，是该研究服务于水土保持实践的基本途径；③水土保持的环境效应研究，是从另外一个视角对土壤侵蚀环境与水土流失及其治理关系的认识。是确切评估水土保持效益，保证水土保持工作健康持续稳定发展的基础。今后应尽快开发区域水土流失定量评价模型，并在区域尺度上对环境效应的方式、范围、程度和发展趋势做出综合计价和分析预测。     

长江中上游地区土壤侵蚀机制及过程试验研究

基于中国大陆水蚀地区土壤侵蚀的主要影响因子-土壤抗侵蚀性指标进行的35个一级控制性测点试验对比研究和野外人工降雨原位试验,重点讨论了长江中上游地区土壤侵蚀形成的机制和过程。结果表明长江中上游地区土壤侵蚀主要表现为在降雨和土壤蓄满壤中流参与下的重力侵蚀过程。在形成上表现为坡地上土壤体表层小范围的滑动和微型阵性泥石流过程,导致沟道河流泥沙输移比小并产生局部严重淤积,土壤侵蚀的危害首先表现为土层进一步变薄、退化和荒芜,其次表现为泥沙游积和洪害。长江中上游地区土壤保持的基本方针应该是“保土减水”,与黄土高原“全部降水就地入渗拦蓄”的方针有所不同。     

黄土丘陵区土壤保持服务价值动态变化及评价——以纸坊沟流域为例

以受人类活动强烈干扰的黄土高原典型丘陵沟壑区安塞县纸坊沟为例,以该区土壤侵蚀最严重的1958年为参照年,主要运用替代工程法、影子价格法和机会成本法等方法,分析了1938~2000年该流域土壤保持服务功能价值的动态变化过程,并通过对流域综合治理与退耕还林草投入成本价值的对比核算,初步评价了流域水土保持治理的效益。研究表明,从1938~1978年,由于人类不合理的活动使大面积植被遭受破坏,导致流域土壤保持功能显著降低,年土壤保持价值减少了1.01×108元。随小流域综合治理和退耕还林(草)政策的实施,土壤保持功能及其价值逐年增加,1978~2000年土壤保持价值增加了0.77×108元。除去流域治理和退耕还林草投入总成本1.56×106元,1975~2000年年均净获土壤保持价值量6 414.4×104元,表明流域综合治理是卓有成效的。但与植被破坏前的1938年相比,2000年的土壤保持服务价值与之仍有一定差距,土壤保持服务价值为1938年的78.5%,因此,流域综合治理仍然是任重而道远。图1表3参24     

黄土坡耕地退耕还林后土壤性质变化研究

退耕还林是治理黄土高原水土流失的根本措施。论文以退耕历史较长的黄土丘陵沟壑区安塞县为例,选取不同类型植被恢复和不同恢复年限的退耕样区,探讨了退耕还林还草对土壤理化性质的影响。结果表明,坡耕地退耕后,遭侵蚀破坏的土体构型渐趋恢复,土壤容重、pH值减小,毛管孔隙度、饱和含水量等增大;土壤有机质增加了2.75倍,碳增加了27.29%,氮增加了46.79%;而且,土壤速效养分增加的速度大于土壤全量元素增加的速度。土壤质量恢复效益最大的是刺槐林地,其次是柠条灌木地,最小的是撂荒地。混交林土壤全氮含量最高,柠条最利于铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的积累。不同类型植被,土壤速效养分的差异比土壤全量元素间的差异明显。随恢复时间的增加,土壤结构不断得到改善,土壤有机质、全碳、全氮以及主要离子含量呈明显增加趋势,土壤速效养分增加更明显。土壤有机质在植被恢复5年以上开始明显增加,土壤碳、氮和速效养分则在10年以后增加明显。